Name: comparison of scale in a photosynthetic reactor system for algal remediation of wastewater
Uploaded: 2017-03-06T14:00:00
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著者は、彼らの知識と浸出水を共有するためのフェルトン、DEにSandtown埋立地に感謝したいと思います。

1.システムのセットアップ注：「ペアリングシステムは、「1水槽と並行して実行1軌道池を指します。 <ol><li> 1対になったシステムでは、大規模な容器用のパドルホイールミキサーで、小規模な容器のためのオーバーヘッドミキサーで1 100 L水槽タンク（AT）、および1千L軌道池（RWP）を使用します。このシステムで使用される容器は、図1に描かれています。 </li><li>同じ藻類...

<ol>
	<li>Janssen, M., Tramper, J., Mur, L. R., Wijffels, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enclosed+outdoor+photobioreactors:+light+regime,+photosynthetic+efficiency,+scale-up,+and+future+prospects.">Enclosed outdoor photobioreactors: light regime, photosynthetic efficiency, scale-up, and future prospects.</a> Biotechnol. Bioeng. 81 (2), 193-210 (2003).</li><li>Takors, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Scale-up+of+microbial+processes:+impacts,+tools+and+open+questions.">Scale-up of microbial processes: impacts, tools and open questions.</a> J. 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R., Mutanda, T., Bux, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biodiesel+from+microalgae:+A+critical+evaluation+from+laboratory+to+large+scale+production.">Biodiesel from microalgae: A critical evaluation from laboratory to large scale production.</a> Appl. Energy. 103, 444-467 (2013).</li><li>Cloern, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+relative+importance+of+light+and+nutrient+limitation+of+phytoplankton+growth:+a+simple+index+of+coastal+ecosystem+sensitivity+to+nutrient+enrichment.">The relative importance of light and nutrient limitation of phytoplankton growth: a simple index of coastal ecosystem sensitivity to nutrient enrichment.</a> Aquat Ecol. 33 (1), 3-15 (1999).</li></ol>

システムの性能： 8週間の試験の過程にわたって、システム内の小規模および大規模な容器の生産性を比較しました。この研究では、窒素とアンモニア除去速度及びバイオマスの成長速度は、処理システムの生産性の尺度として使用しました。システムは、毎週の個別の条件で運転した半バッチ式反応器として操作しました。代表的な結果は、システム動作の最初の8週間?...

より大規模なアプリケーションにベンチスケールデータの翻訳は、バイオプロセスの実用化における重要なステップです。小スケールの反応器システム、微生物の使用に焦点を当て、特にそれらの生産効率は、一貫してオーバー商業規模の装置1、2、3、4において発生効率を予測することが示されています。課題はまた、バイオ燃料の生産のために、例えば、化粧品、医薬品などの高付加価値製品を製造する目的のために、より大きなシステムに実験室規模から藻類およびシアノバクテリアの光合成培養のスケールアップに存在し、廃水処理のため。大規模な藻類バイオマス生産の需要はバイオ燃料、医薬品/栄養補助食品、および飼料5における藻類のための新興産業に成長しています。に記載の方法この原稿は、バイオマスの成長速度および栄養除去の光合成反応器システムの規模を増加させる影響を評価することを目的とします。ここで紹介するシステムは、埋立地浸出水の排水を修復するために藻類を使用しますが、様々な用途に適合させることができます。 大規模システムの生産効率は、多くの場合、小規模な実験を使用して予測されます。しかしながら、いくつかの要因は、スケールがバイオプロセスの性能に影響を与えることが示されているように、これらの予測の精度を決定するために考慮しなければなりません。例えば、ユンカー（2004）は30 Lからpilot-での実際の生産性や商業スケールがほとんど常に値が小さい用いて予測を下回ったことを示した19000 L、に至るまで、8つの異なるサイズの発酵リアクターの比較の結果を発表しました-scale研究4。電力、攪拌型、栄養品質、及びガス移送を混合容器次元の不等式は、であることが予測されました減少し、生産性4のための主要な原因。同様に、スケールが6増加すると、バイオマスの成長およびバイオマスに関連する製品は、ほぼ常に低減される藻類の成長炉に示されています。 生物学的、物理的、および化学的要因は異なる、より大きなスケール2、7よりも小さなスケールで微生物活性に影響を与えるこれらの要因の多くは、反応器の大きさに変化します。このような軌道池などの藻類のための最も本格的なシステムは、屋外で存在するので、考慮すべき一つの生物学的要因は、微生物種およびバクテリオファージが存在微生物種、したがっての微生物の機能を変更することができる周囲の環境から導入することができるということですシステム。微生物群集の活性はまた、光や温度などの環境要因に敏感になります。ガスと流体運動の大量転送があります微生物プロセスのスケールアップに影響される物理的な要因の例。小型炉の理想的な混合を達成することは簡単です。しかしながら、大規模化して、それは理想的な混合条件を設計することが課題となります。大きなスケールで、反応器は物質移動2にデッドゾーン、非理想的な混合、および還元効率を有する可能性が高いです。藻類は光合成生物であるため、ボリュームを増加させたときに、商業成長は、水の深さと表面積の変化に露光の変化を考慮しなければなりません。密度および/または低い物質移動速度を引き起こす可能性が高いバイオマスは、バイオマスの増殖の阻害8もたらし得るどちらのCO 2濃度の増大O 2濃度を減少させました。藻類の成長システムにおける化学的因子は、結果として、そのような溶解COなどのpH緩衝化合物の変化によって影響される水生環境2のpH動力によって駆動されます<sub&gt; 2と炭酸種。これらの要因は、多くの場合、予期しない形9に、生物学、物理的、および化学的要因の中の複雑な相互作用によって配合されます。 この研究は、調節し、二つの異なるスケールの血管の成長条件を比較するように設計された対の反応器システムを提供します。実験プロトコルは、浸出水処理や藻類の成長を定量化に焦点を当てて。しかし、そのような時間をかけて微生物群集の変化や藻類のCO 2隔離の可能性として他のメトリックを監視するように適合させることができます。ここに提示プロトコルは浸出水処理システムにおける藻類増殖および窒素除去にスケールの影響を評価するために設計されています。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1148">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">Aquarium Tank</td>
			<td style="width:135px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:612px;">Any 100+L aquarium tank with optically clear glass can be used</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:283px;">RW 3.5</td>
			<td style="width:135px;">MicroBio Engineering</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Raceway Pond</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">Eurostar 100 digital</td>
			<td style="width:135px;">IKA</td>
			<td style="width:119px;">4238101</td>
			<td style="width:612px;">Overhead mixers</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">Leachate</td>
			<td style="width:135px;">Sandtown Landfill</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">Sampling Bottles</td>
			<td style="width:135px;">Nalgene</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Plastic or glass, lab grade, 125-200mL&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">Transfer Pumps</td>
			<td style="width:135px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Garden type pump with drinking water quality hoses will be suitable</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">AmVer Salicylate Test &#39;N Tube</td>
			<td style="width:135px;">Hach</td>
			<td style="width:119px;">2606945</td>
			<td>High Range Ammonia Tests</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">NitraVer X Nitrogen - Nitrate Reagent Set&#160;</td>
			<td style="width:135px;">Hach</td>
			<td style="width:119px;">2605345</td>
			<td>High Range Nitrate Tests</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">NitriVer 2 Nitrite Reagent Powder Pillows</td>
			<td style="width:135px;">Hach</td>
			<td style="width:119px;">2107569</td>
			<td>High Range Nitrite Tests</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:283px;">Hach DR2400 Spectrophotmeter</td>
			<td style="width:135px;">Hach</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>The DR2400 was discontinued, but any DR series Hach spectrophotometer can be used in this application.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:283px;">EMD Microbiological Analysis Membrane Filters</td>
			<td style="width:135px;">Millipore</td>
			<td style="width:119px;">HAWG047S6</td>
			<td style="width:612px;">0.45&#181;m filters&#160;</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

comparison of scale in a photosynthetic reactor system for algal remediation of wastewater

実験方法は、廃水処理のために設計された2つの異なるサイズの反応器の性能を比較するために提示されています。本研究では、アンモニア除去、窒素除去および藻類の成長が埋め立て排水の藻類修復のために設計された小型（100 L）と大（千L）原子炉のペアのセットで8週間にわたって比較されます。小規模および大規模な反応器の内容物は、2つのスケールを横切る同等の初期条件を維持するために、それぞれの毎週の試験期間の開始前に混合しました。体積比、滞留時間、バイオマス密度、及び廃水供給濃度に対する表面積を含むシステム特性は、より良い両方のスケールで発生する条件を等しくするように調整することができます。ショート8週間代表期間中、開始アンモニア及び全窒素濃度は、それぞれ3.1から14 mgのNH 3 -N / L、及び8.1から20.1 mgのN / Lの範囲でした。処理システムの性能を評価しましたアンモニア及び全窒素を除去し、藻類バイオマスを生成する能力。 、アンモニア除去の平均値±標準偏差、全窒素の除去やバイオマス成長率は0.95±0.3 mgのNH 3 -N / L /日であった、0.89±0.3 mgのN / L /日、および0.02±0.03グラムのバイオマス/ L /日それぞれ。すべての船舶は、初期のアンモニア濃度とアンモニア除去率（R 2 = 0.76）との間に正の相関を示しました。実験室規模の実験データは、商業規模の生産値の予測に適している場合、異なるスケールの反応器で測定されたプロセス効率および生産値の比較が決定するのに有用であり得ます。

本研究の目的は、バイオマスの成長及び小規模および大規模な反応器内で成長した藻類培養物の栄​​養除去能力を比較することです。本研究では、その調査結果を複製するために、システム1とシステム2と呼ばれる、2対になったシステムを使用しています。これらの代表的な結果は、2016年最初の軌道の池はもともとフィラデルフィア、PA 14におけ?...

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Comparison of Scale in a Photosynthetic Reactor System for Algal Remediation of Wastewater

実験方法は、（100 L）小規模および大規模（千L）の性能を比較埋立排水の藻類の修復のために設計された原子炉をスケールするために提示されています。体積比、滞留時間、バイオマス密度、及び廃水供給濃度に対する表面積を含むシステム特性は、用途に基づいて調整することができます。

排水の藻類の修復のための光合成反応器システムにおけるスケールの比較

An experimental methodology is presented to compare the performance of two different sized reactors designed for wastewater treatment. In this study, ...

Research

JoVE Journal

Environment

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汚染サイトの修復のために製造シックスBiocharsの物理的、化学的および生物学的特性評価

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Experimental Protocol for Biodiesel Production with Isolation of Alkenones as Coproducts from Commercial Isochrysis Algal Biomass

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コマーシャルからの副産物としてアルケノンの単離とバイオディーゼル生産のための実験プロトコール<em&gt;イソクリシス</em&gt;藻類バイオマス

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